能否想象一下,當用原子打造產品時,會發生什么?會發生奇跡。
透明手機,白天發電、夜晚發光的窗戶,可以卷成一支筆的電腦……這些科幻片里的作品,在上地科技園區、懷柔納米產業園區已經成為現實。這就是納米制造的奇跡。
新房告別電燈
“未來,電視是一片玻璃,照明也用一片玻璃。”在市科委新材料發展中心,來自維信諾的工程師如此描述利用納米技術生產的產品。事實上,這樣的產品已經走出實驗室,隨時可以走上生產線。
按照工程師的描述,現在的玻璃窗戶,兩層玻璃之間可以夾進一層只有幾十納米的原子“膜”。因為接近原子級排列,這些平時看起來黑色的石墨發電材料,此時已透明地呈現在人們眼前。白天,通過這層納米材料,可以將太陽能轉化為電能,然后存儲在窗戶角落的蓄電池中。
夜晚,玻璃中的另一個夾層開始工作:像一面燈光墻一樣,發出柔和的光線。發光的,同樣是只有十幾納米厚的一層“膜”,即新一代發光材料——有機發光二極管(OLED)。OLED本身就是發光材料,有點像白熾燈泡,只是在常溫下就能把電能轉化成光能,平且是平面光源。采取納米工藝后,這種“納米燈”可以透明地嵌入窗戶玻璃中。
和傳統電燈相比,這些薄薄的“燈片”,可以是任何心儀的圖案形狀,貼在墻上就能使用,幾乎不占用空間。其光譜也是目前所有光源中最接近太陽光的, 并具有節能、無紫外紅外輻射、無頻閃等特點。“如果北京全部采用OLED照明,每年僅照明耗電量就將減少約20億度。”工程師說
上萬份報紙卷進衣兜
在上地的科技實驗室里,電腦顯示器已經不能用“薄”來形容,事實上,肉眼已經很難看到真正的顯示屏,這種顯示屏,只有不到十分之一毫米厚,完全透明。只是因為兩邊有塑料薄膜夾住,人們才能看見。
沒錯,這也是納米發光材料的功勞。“以后,我們愁的不是電腦屏幕、電視機太厚,而是怎么做才能不至于太薄。”市科委新材料發展中心主任肖瀾說。柔性的OLED照明光源相對其他照明光源更薄更輕,整個器件小于1.5毫米。
這樣的顯示屏,也可以做成一張隨身攜帶的“報紙”。
在實驗室里,最薄的柔性電子顯示器,只有零點幾毫米厚。和不能重壓的液晶屏不同,柔性顯示器可以卷成一軸,塞入筆帽那么大的空間里,放進上衣口袋。顯示器的尺寸還可以做得像《北京晚報》大小的“報紙”,需要查閱報紙時,將卷軸拉開即可。連上USB或者網絡,甚至成千上萬份報紙的內容都能像真實報紙一樣展現在眼前。
工程師告訴記者,這樣的柔性顯示器,在2014年將投入量產。目前惟一仍需要攻關的,是讓納米材料外面的保護膜在卷曲時能確保不變形,確保納米層的一個個原子在被卷起來的時候不會錯位變形。
相信用不了多久,像iPad、電子書,或許只剩下芯片、電池,最后用顯示器卷起來就能帶走。
納米產業已達百億元
納米產品,正以超乎想象的形式,進入我們的生活。
除了自己發電、發光的窗戶,卷起來的屏幕外,還有納米纖維太陽能電池、納米印刷、水處理等。科學家將納米材料制成無數個肉眼看不見的電池,并直接復合在直徑小于0.1毫米甚至幾十微米的柔性纖維上。這樣,太陽能電池就可以呈現出太陽能衣物、太陽能家居裝飾等多種形態,將太陽能轉換成電能。
“兩三年內,可以給手機充電的衣服、可以自己照明的自行車等,都會出現在我們的生活中。”肖瀾說。據介紹,2012年北京市啟動了“北京納米科技產業躍升工程”,把發展納米科技產業作為北京戰略性新興產業發展和傳統產業升級改造的重要支撐。“納米技術的發展,將對傳統產業升級和戰略性新興產業發展帶來重大變革。”